JP2014161297A - 水栽培用の培地、容器、植物の種子付キット、水栽培の方法、及び培地の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】水栽培の安全性を向上できると共に、植物の成長を促進することのできる水栽培用の培地、水栽培用の容器、水栽培用の植物の種子付キット、水栽培の方法、及び水栽培用の培地の製造方法を提供する。
【解決手段】培地１は、生分解性を有する第１の繊維２１と、生分解性を有する第２の繊維２２によって構成されているため、栽培ポット２に収容して栽培トレイ３の養液に浸した状態でも、有害物質が養液に移行することがない。また、所定の繊維方向Ｄ１に延びる第１の繊維２１と所定の繊維方向Ｄ１に延びる第２の繊維２２とを束ねて繊維束２０としており、外周側に繊維同士の隙間を保持した状態で繊維束を支持する支持層２３が形成されている。従って、種子から伸びた根は、繊維方向Ｄ１に伸び易くなるのみならず、繊維同士の隙間を通ることによって、繊維方向と交差する方向へも伸び易くなる。
【選択図】図４

Description

本発明は、水栽培用の培地、水栽培用の容器、水栽培用の植物の種子付キット、水栽培の方法、及び水栽培用の培地の製造方法に関する。

従来、水栽培に用いられる水栽培装置として、特許文献１に挙げるものが知られている。この装置は、養液が貯留されたトレイと、トレイの上部を覆うと共に栽培ポットを所定間隔で設置可能なカバーと、を備えている。栽培ポットの中には、培地が充填されており、植物の種子や根は培地に植えられる。この培地としては、粉砕した樹皮（バーク）、繊維をマット状、ポット状に成形加工したものが用いられる。

特開２０００−２５３７６４号公報

ここで、従来の水栽培用の培地を用いた場合、適用する材質によっては、養液に浸けたときに有害物質が溶け出す可能性があった。また、培地に植えられた植物の根が育ちにくいという問題があった。

そこで、本発明は、水栽培の安全性を向上できると共に、植物の成長を促進することのできる水栽培用の培地、水栽培用の容器、水栽培用の植物の種子付キット、水栽培の方法、及び水栽培用の培地の製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る水栽培用の培地は、所定の容器に収容されて栽培トレイに配置するための水栽培用の植物の種子または根を植え込むための培地であって、所定の繊維方向に延びると共に生分解性を有する第１の繊維を少なくとも束ねることによって形成される繊維束を備え、繊維束は、繊維方向に延在することによって一端面、他端面及び外周面を有し、繊維束の外周面側には、繊維同士の隙間を保持した状態で繊維束を支持する支持層が形成され、支持層は、第１の繊維と、繊維方向に延びると共に生分解性を有する第２の繊維とが配置され、第２の繊維をバインダーとして熱処理がなされることによって形成され、繊維束の外周面は、容器の内部形状に追従して変形可能であることを特徴とする。

本発明に係る水栽培用の培地は、生分解性を有する第１の繊維と、生分解性を有する第２の繊維によって構成されているため、容器に収容して栽培トレイの養液に浸した状態でも、有害物質が養液に移行することがない。また、所定の繊維方向に延びる第１の繊維と所定の繊維方向に延びる第２の繊維とを束ねて繊維束としており、外周側に繊維同士の隙間を保持した状態で繊維束を支持する支持層が形成されている。これによって、繊維束中には繊維方向に延びるような連続的な隙間が形成される。従って、種子から伸びた根は、繊維方向に太く長く伸び易くなるのみならず、繊維同士の隙間を通ることによって、繊維方向と交差する方向へも伸び易くなる。また、繊維束の外周側に形成される支持層は、第１の繊維と同じ繊維方向に延びる第２の繊維をバインダーとして熱処理をすることによって形成されている。従って、支持層では、繊維束の内側と同じく、繊維方向に延びるような連続的な隙間が形成された繊維構造が維持される。従って、支持層においても繊維方向と交差する方向への根の成長が阻害されることがなく、植物の成長が促進される。また、繊維束の外周面は、容器の内部形状に追従して変形可能であるため、容器の内部形状を植物の成長に適した形状、培地をがたつきなく確実に支持できるような形状とした場合に、当該内部形状に追従して確実に収容することができる。これによって、植物の成長が促進される。以上により、養液等に有害物質が溶け込むことがなく水栽培の安全性を向上できると共に、根が太く長く伸び易く、養液等からの栄養分の吸収が良くなり、植物の成長を促進することができる。

また、本発明に係る水栽培の培地において、繊維束の繊維の密度は、０．０７〜０．３ｇ／ｃｍ^３であってもよい。これによって、繊維束の密度が高すぎて植物の根が太く伸びることを妨げたり、繊維束の密度が低すぎて毛細管現象を誘発せずに吸水性が悪くなることがなく、培地の繊維の密度を、植物の根が成長するのに最適なものとすることができる。

また、本発明に係る培地において、第１の繊維の太さ、及び第２の繊維の太さは、１〜３０μｍであってもよい。これによって、繊維の隙間が小さすぎて植物の根が太く伸びることを妨げたり、繊維同士の隙間が大きすぎて毛細管現象を誘発せずに吸水性が悪くなることがなく、培地の繊維の太さを、植物の根が成長するのに最適なものとすることができる。

また、本発明に係る培地において、第１の繊維は、セルロース繊維又は動物性繊維であってもよい。これらの材料は生分解性を有する第１の繊維に適切な材料として用いることができる。

また、本発明に係る培地において、第２の繊維は、ポリ乳酸繊維であってもよい。これらの材料は生分解性を有すると共に、バインダーである第２の繊維に適切な材料として用いることができる。

本発明に係る水栽培用の容器は、水栽培用の植物の種子または根を植え込むための培地を収容し、栽培トレイに配置するための容器であって、上端側が開口すると共に、培地を配置するための空間を内部に有する本体部と、本体部の上端側の開口部を取り囲む鍔部と、を備え、本体部及び鍔部を形成する少なくとも表面は、光に対して遮蔽性を有することを特徴とする。例えば、容器を構成する本体部と鍔部は、不透明な材料で構成されている。

本発明に係る水栽培用の容器は、上端側が開口すると共に培地を配置するための空間を内部に有する本体部を備えているため、本体部で培地を支持することが可能となり、成長した植物を確実に支持することができる。また、本体部の上端側の開口部を取り囲む鍔部、及び本体部を形成する少なくとも表面は、光に対して遮蔽性を有する。すなわち、少なくとも鍔部及び本体部の表面で光を遮蔽することで、光が容器を透過して、栽培トレイ中の養液に至ることによる栽培トレイ内で藻などが繁殖することを防止できる。

また、鍔部は、上方からの光を内側へ向かって反射させる反射面を有してもよい。例えば、鍔部の表面の色は白色等の光を反射する色、明度に設定されている。これによって、鍔部の反射面で反射した光が内側の植物へ向かうことにより、植物の葉の光合成を促し、植物の成長が促進される。

また、本体部は、鍔部と連続する上部が開口部のない周壁で覆われ、下部には開口部が設けられていてもよい。すなわち、本体部の上部（鍔部の直下）は、開口部（貫通部）のない壁であり、本体部の下部は、スリット等で開口部（貫通部）が形成されている。これによって、本体部の下部では、開口部を介して植物の根を太く長く伸ばすことができる一方、本体部の上部では、開口部のない周壁で光を遮蔽することで、光が本体部を透過して、栽培トレイ中の養液に至ることによる栽培トレイ内で藻などが繁殖することを防止できる。

また、本体部は、側面の内側から突出する突出部を備えていてもよい。これによって、突出部で培地を支持することが可能となり、成長した植物を確実に支持することができる。また、本体部の側面と培地との間に隙間を形成することができるため、培地の側面から伸びる根の成長を促進することができる。

本発明に係る水栽培用の植物の種子付キットにおいて、植物の種子、上述の培地、上述の容器は、別々に包装された部品として構成されていることを特徴とする。また、本発明に係る水栽培の方法は、上述の種子付キットを用いる植物の水栽培の方法であって、植物の種子を水に浮かべて予め発芽させておき、発芽後に当該種子を培地に植え込み、当該培地を容器に収容して構成された種子付ユニットを所定の栽培トレイに配置することを特徴とする。

ここで、この種子付キットは、予め容器に培地を充填して種子を付したもの（カートリッジ状態にしたもの）を１セットずつ作製して販売することができる。このようにすればユーザーは手間をかけずに家庭用の水栽培を行うことができる。一方、容器、種子、培地を予めばらばらに部品化して消耗品、交換部品として販売することができ、上述のような水栽培用の植物の種子付キットを用い、上述のような水栽培の方法を採用することできる。これによって、ユーザーの趣向（例えば、植物を育てるために一定のお世話をしたい等）沿ったサービスを提供することできる。また、ユーザーが必要な部品を必要なときに必要なだけ購入して植物を栽培することができる。これによって、部品の無駄を省き、廃棄物を最小限に抑えることができる。なお、耕栽培装置の栽培トレイに入れるべき容量の養液を、包装された部品として種子付キットの構成部品として販売するとができる。また、水耕栽培装置の本体ユニットや栽培トレイも単体で販売することができる。

本発明に係る水栽培用の培地の製造方法は、所定の容器に収容されて栽培トレイに配置するための水栽培用の植物の種子または根を植え込むための培地の製造方法であって、所定の繊維方向に延びると共に生分解性を有する第１の繊維と、所定の繊維方向に延びると共に生分解性を有して少なくとも外周側に配置される第２の繊維と、を束ね、繊維方向に延在することによって一端面、他端面及び外周面を有する繊維束を形成し、繊維束の外周面側に対して、第２の繊維をバインダーとして熱処理することによって、繊維同士の隙間を保持した状態で繊維束を支持する支持層を形成することを特徴とする。

本発明に係る水栽培用の培地の製造方法によって、上述のように水栽培の安全性を向上できると共に、植物の成長を促進することができる培地を製造することができる。

本発明によれば、水栽培の安全性を向上できると共に、植物の成長を促進することができる。

本発明の実施形態に係る培地及び栽培ポットが適用される水栽培装置の斜視図である。 図１に示すＩＩ―ＩＩ線に沿った断面図である。 本発明の実施形態に係る培地及び栽培ポットの斜視図である。 培地の構成を説明するための模式的な図である。 栽培ポットの平面図及び断面図である。 本発明の実施形態に係る種子付きキットを示す図である。 本発明の実施形態に係る水栽培の方法を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る水栽培の方法を説明するための図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る水栽培用の培地、水栽培用の容器、水栽培用の植物の種子付キット、水栽培の方法、及び水栽培用の培地の製造方法の実施形態について詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係る培地１及び栽培ポット２（容器）が適用される水栽培装置１００の斜視図である。図２は、図１に示すＩＩ−ＩＩ断面に沿った断面図である。図１及び図２に示すように、水栽培装置１００は、水栽培の養液Ｗを貯留するための栽培トレイ３と、栽培トレイ３を設置するための本体ユニット４と、を備えている。また、栽培トレイ３には、培地１が収容された栽培ポット２が配置されている。水栽培装置１００は、他の外部装置などを用いることなく、本体ユニット４内で植物Ｇを栽培することが可能な装置である。水栽培装置１００は、他の装置とは独立しており、住宅の部屋内又は各種の執務空間等のあらゆる場所に設置することができる。すなわち、設置場所を気にすることなく、あらゆる場所で植物を育成させることが可能である。

栽培トレイ３は、内部に養液Ｗを貯留する貯留槽６と、貯留槽６を覆う蓋体７と、を備えている。なお、本実施形態では、直方体の箱状をなしている栽培トレイ３について説明するが、栽培トレイ３の形状は特に限定されず、立方体状、円柱状、楕円柱状、椀状の形状であってもよい。貯留槽６は、底壁部１１、及び底壁部１１の各縁部から上方へ延びる側壁部１２を備えている。貯留槽６は、上面側が開口している。蓋体７は、貯留槽６の上面側の開口部を覆うと共に、貯留槽６に対して着脱可能な板状の部材である。蓋体７には、栽培ポット２を嵌め入れるための貫通孔１４が形成されている。なお、本実施形態では、蓋体７には、長手方向に沿って一列に並べられた複数の（図では三つ）貫通孔１４が形成されているが、貫通孔１４の数量・配置は特に限定されない。

本体ユニット４は、栽培トレイ３が配置される底壁部１６と、底壁部１６と対向する上壁部１７と、上下方向に延びて底壁部１６及び上壁部１７の両端部をそれぞれ連結する一対の側壁部１８，１９と、を備えている。底壁部１６及び上壁部１７は、長方形板状の形状を有しており、側壁部１８，１９は、底壁部１６及び上壁部１７の長手方向に対向するように配置されている。なお、図１に示す例では、底壁部１６及び上壁部１７の短手方向に対向する側面側には側壁部が設けられず、開口している。ただし、側壁部を設けてもよい。本体ユニット４には、栽培トレイ３の栽培ポット２で育成される植物Ｇに光を照射する照明器具（不図示）が設けられている。

次に、図３〜図５を参照して、培地１及び栽培ポット２の構成についてより詳細に説明する。図３は、本実施形態に係る培地１及び栽培ポット２の斜視図である。図４は、本実施形態に係る培地１の構成を説明するための模式的な図である。図５は、栽培ポット２の平面図及び断面図である。

培地１は、植物Ｇの種子または根を植え込むためのものである。培地１は、植物Ｇの種子または根を支持すると共に、栽培トレイ３の養液Ｗに浸けられることによって毛細管現象により養液Ｗを吸い上げることが可能であり、固定された種子または成長する植物に十分な養液Ｗを供給する。培地１は、植物Ｇの根が成長し易いように繊維方向Ｄ１を有する部材であって、当該繊維方向Ｄ１に連続した微細な空隙を内部に有している。

培地１は、繊維方向Ｄ１に延びる複数本の繊維（繊維の詳細については後述する）を束ねることによって形成される繊維束２０を備えている。繊維束２０は、繊維方向Ｄ１に沿って延在する円柱状の形状を有している。これによって、繊維束２０は、一端面２０ａ、他端面２０ｂ、及び外周面２０ｃを有する。なお、繊維束２０は、繊維方向Ｄ１に延在する形状であればよく、円柱状のみならず、角柱状、その他の形状であってもよい。繊維束２０は、植物Ｇの根が十分に成長すると同時に、当該根を固定することができ、葉や茎が成長しても植物Ｇを支えられる大きさに設定されている。例えば、繊維束２０の直径は１４．０〜１６．０ｍｍ程度に設定され、高さ（繊維方向Ｄ１の大きさ）は４３．０〜４７．０ｍｍ程度に設定される。ただし、繊維束２０の大きさは、栽培ポット２の大きさに従って、適宜調整すればよい。

図４（ａ）に示すように、繊維束２０は、繊維方向Ｄ１に延びると共に生分解性を有する第１の繊維２１と、繊維方向Ｄ１に延びると共に生分解性を有する第２の繊維２２とを束ねることによって形成される。繊維束２０は、単一の繊維方向Ｄ１のみを有しており、当該繊維方向Ｄ１と交差する方向への繊維方向成分を有していない。すなわち、繊維束２０は、繊維方向Ｄ１に延びる繊維のみによって構成されており、繊維方向Ｄ１と直交する方向Ｄ２へ延びる（または、方向Ｄ２への方向成分を有する方向へ延びる）ような繊維を有していない。従って、繊維束２０の内部には、繊維方向Ｄ１へ向かって延びる微細な空間が形成される。

例えば、図４（ｃ）に示すように、方向Ｄ１及び方向Ｄ２の二つの繊維方向を有する繊維構造に係る培地を用いた場合、根Ｒが径方向Ｄ３へ伸びようとしても、各繊維同士が広がり難く、根Ｒを通すための隙間を十分に確保できない場合がある。従って、根Ｒは、径方向Ｄ３への成長は繊維構造に阻害されるため、主として方向Ｄ１（下方向）へ伸びる。一方、本実施形態に係る培地１は、図４（ｄ）に示すように、単一の繊維方向Ｄ１を有する繊維構造であるため、根Ｒが径方向Ｄ３へ伸びようとした場合に、各繊維同士が広がり易く、根Ｒを通すための隙間を十分に確保することができる。従って、根Ｒは、繊維方向Ｄ１（下方向）のみならず、径方向Ｄ３への成長も促進される。

なお、「繊維方向Ｄ１に延びる繊維」とは、繊維が全体として見たときに繊維方向Ｄ１へ延びている状態を指し、繊維のたわみやねじれなどによって一部分で方向Ｄ２側へ向かうような部分を含んでいてもよい。また、根の成長を阻害しない範囲内であれば、繊維を束ねる際の製造上の誤差などにより、一部の繊維が繊維方向Ｄ１に対して傾斜していてもよい。

図４（ｂ）に示すように、繊維束２０の外周面２０ｃ側には、繊維同士の隙間を保持した状態で繊維束２０を支持する支持層２３が形成されている。支持層２３は、繊維束２０の外周面２０ｃから０．５〜１．５ｍｍ程度の厚みで形成される。支持層２３は、繊維束２０の外周面２０ｃに対して、第２の繊維２２をバインダーとして熱処理を施すことによって形成される層である。支持層２３では、第２の繊維２２の全部、または一部が、熱処理によって溶解後、硬化した状態となっている。従って、支持層２３では、第１の繊維２１同士が、第２の繊維２２によって融着されている。支持層２３は、吸水時においても繊維束２０の形状を維持できる程度の強度で形成されている。なお、繊維束２０の一端面２０ａ及び他端面２０ｂには、熱処理がなされていない。これによって、植物Ｇの種子または根を植え込み易くなる。

第１の繊維２１の融点は、第２の繊維２２の融点よりも高い。すなわち、第２の繊維２２の融点は、第１の繊維２１の融点より低い。支持層２３を形成する際の熱処理の温度は、第２の繊維２２の融点以上、且つ、第１の繊維２１の融点以下の温度に設定される。これにより、第１の繊維２１は融解することなく形状が維持される一方、第２の繊維２２は融解すると共に第１の繊維２１を一体化するバインダーとして機能する。

支持層２３においても、図４（ｄ）で説明したような、径方向Ｄ３への根Ｒの成長を阻害しない繊維構造が維持されている。当該繊維構造は、繊維方向Ｄ１へ延びる第１の繊維２１の中に、繊維方向Ｄ２へ延びる第２の繊維２２を混在させ、当該第２の繊維２２をバインダーとして用いることによって実現される。例えば、繊維束２０の外周面２０ｃにバインダー材料を塗布して熱処理した場合、またはバインダー材料のシートを巻き付けて熱処理した場合、繊維束２０の外周面２０ｃ側の繊維構造は支持層によって塞がれてしまい、根Ｒが通り抜けにくい構造となる。

また、支持層２３は、栽培ポット２の内部形状に追従して変形可能である。すなわち、支持層２３は、栽培ポット２の内部形状に追従して変形可能な硬度・厚さに設定される。図５（ａ）に示すように、培地１を栽培ポット２に収容した場合、培地１の外周面２０ｃは、栽培ポット２の内側に形成されたガイドリブ３２によって径方向内側に押圧される。支持層２３は、ガイドリブ３２による押圧力に従って変形し、当該ガイドリブ３２との当接位置付近において、径方向内側へ湾曲する。支持層２３の追従可能性は、繊維束２０の外周面２０ｃを熱処理する際の加熱条件を適切な条件に設定し、繊維同士の融着度合いを調整することによって実現できる。すなわち、第２の繊維２２の融着度合いを弱め、繊維束２０がばらばらに解けない程度に成型すると、栽培ポット２への充填時に培地１の形状が変形して、栽培ポット２の内面形状に追従させることが可能である。

なお、第２の繊維２２は、繊維束２０のうち、少なくとも支持層２３が形成される位置に配置されていればよい。すなわち、繊維束２０のうち、支持層２３を除く領域では、少なくとも第１の繊維２１が束ねられていればよく、第２の繊維２２が配置されていなくともよい。ただし、繊維束２０の全領域において第１の繊維２１と第２の繊維２２が混在してもよい。第２の繊維２２を外周面２２ｃ側にのみ配置する場合、第２の繊維２２の使用本数を減らすことができる。第２の繊維２２を全域にわたって混在させる場合、製造時において、外周面２０ｃ側のみに第２の繊維２２を配置する手間を省略することができる。

第１の繊維２１は、生分解性を有する繊維であれば特に限定されないが、例えば、セルロース繊維、または動物性繊維を適用してよい。セルロース繊維としては、麻、綿等の天然セルロース繊維、キュプラ、ビスコースレーヨン、ポリノジックレーヨン等の再生セルロース繊維、精製セルロース繊維などであるが、繊維内の不純物が少ない再生セルロース繊維、精製セルロース繊維、特に再生セルロース繊維が好適である。また繊維の形態は短繊維、長繊維いずれも用いることが出来るが、好ましくは長繊維、更に好ましくは脱落繊維量の少ない連続長繊維である。動物性繊維として、例えば、羊毛、絹などが適用される。第１の繊維２１は、吸水時においても、有害物質を溶出しない。なお、第１の繊維２１として、複数種類の繊維を混在させてもよい。

第２の繊維２２は、生分解性を有する繊維であって、第１の繊維２１より融点が低く、バインダーとして本発明が目的とする性能を満たすものであれば特に限定されないが、例えば、ポリエステル、ポリ乳酸樹脂、ポリブチレンサクシネート、ポリビニルアルコールなどを適用してよい。特に、ポリ乳酸樹脂を適用することが好ましい。第２の繊維２２は、吸水時においても、有害物質を溶出しない。なお、第２の繊維として、複数種類の繊維を混在させてもよい（ただし、全ての繊維の融点は、第１の繊維２１として機能する繊維の融点より低い）。

第１の繊維２１の太さは、１〜３０μｍであってよい。第２の繊維２２の太さは、１〜３０μｍであってよい。第１の繊維２１と第２の繊維２２との太さは、同じであってもよく、異なっていてもよい。また、繊維束２０中の各繊維の太さは均一であってもよく、互いに異なっていてもよい。

繊維束２０の繊維の密度、すなわち第１の繊維２１、及び第２の繊維の密度は、０．０７〜０．３ｇ／ｃｍ^３であってよい。なお、繊維束２０のうち支持層２３以外の領域が第１の繊維２１のみによって構成されている場合も、当該領域での第１の繊維２１の密度は０．０７〜０．３ｇ／ｃｍ^３であってよい。当該範囲よりも密度が小さい場合、植物Ｇの根Ｒの支持力が弱くなる場合がある。一方、当該範囲よりも密度が大きい場合、根Ｒの成長が阻害される場合がある。

少なくとも支持層２３における第２の繊維２２の混合割合は、繊維全体（第１の繊維２１及び第２の繊維２２の合計）に対する３０％程度であることが好ましい。繊維束２０を維持できるように第２の繊維２２がバインダーとしての機能、根を成長させるための繊維同士の間隙及び吸水性を発揮し得る限り、どのような混合割合としてもよい。ただし、支持層２３以外の領域では、第２の繊維２２の混合割合は前記範囲よりも少なくてよい。

次に、培地１の製造方法について説明する。まず、第１の繊維２１及び第２の繊維２２の束を準備する。各繊維を所定の割合にて混合した後、両繊維２１，２２を繊維方向Ｄ１に真っ直ぐ延ばし、培地１の直径に設定した状態で、外周面２０ｃに熱処理を施すことによって支持層２３を形成する。その後、繊維束２０を培地１の長さにカットする。しかしこれに限らず、繊維束２０を培地１の長さにカットした後で、外周面２０ｃに熱処理を施してもよい。なお、短繊維である場合、繊維束の長さの設定によっては、カットを省略できる場合がある。

例えば、第１の繊維２１としてキュプラの繊維を採用し、第２の繊維２２としてポリ乳酸の繊維を採用した場合の例について説明する。まず、第１の繊維２１としてキュプラの繊維を混合率７０％程度、第二の繊維２２としてポリ乳酸の繊維を混合率３０％程度の割合で混在させて構成し、その外周面２０ｃをポリ乳酸の融点である１７０℃以上で加熱し、熱融着させる。ポリ乳酸繊維の融点は約１７０℃であるため繊維の表層において熱溶融するが、キュプラは軟化、溶融しない（ただし、キュプラは、２６０〜３００℃で着色分解し始める性質を有するので、この温度未満の熱を付与する）。

キュプラは、コットンリンターを主原料とするセルロース繊維であり、生分解性を有するものである。また、ポリ乳酸も、生分解性（環境中の水分により加水分解を受け低分子化され、微生物などにより最終的には二酸化炭素、水に分解される）を有し、形態維持性を有し（融点が約１７０℃のため、培地として円柱状に成型するにあたり、円の周囲に熱をかければ形状を維持でき、接着剤等を必要としない）、安全性を有する。なお、ポリ乳酸は植物起源の素材から合成できるバイオプラスチックの一つである。ブドウ糖（グルコース）・砂糖（スクロース）などに乳酸菌を作用させると、その発酵作用により乳酸が得られる。

次に、栽培ポット２の構成について説明する。図５（ａ）は、栽培ポット２を上方から見た図を示し、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示すＶｂ−Ｖｂ線に沿った断面図を示す。図３及び図５に示すように、栽培ポット２は、上端側が開口すると共に、培地１を配置するための空間を内部に有する本体部３１と、本体部３１の内側の側面から突出するガイドリブ３２と、本体部３１の上端側の開口部を取り囲む鍔部３３と、を備えている。栽培ポット２は、上端側の開口部から培地１を挿入可能に構成されている。当該挿入方向は、培地１の繊維方向Ｄ１と一致している。すなわち、培地１は、繊維方向Ｄ１が上下方向に一致するような姿勢で、栽培ポット２に支持される。

栽培ポット２は、例えば、樹脂を成形することによって構成される。樹脂としては、ＰＰ、ＰＥ等を適用してよい。なお、ＰＰを適用した場合、ＰＥを採用した場合に比して栽培ポット２を硬くすることができるため、植物Ｇをより確実に支持することができる。
栽培ポットは、光に対して遮蔽性を有する（光を透過しない）。すなわち、栽培ポット２（少なくとも表面）は、反射性を有する色であって、光透過性を有さず不透明である。具体的に、栽培ポット２は、明度が０以外、すなわち黒色以外の色とされており、本実施形態では白色とされている。上方から照射された光等が、栽培ポット２を透過して、栽培トレイ３中の養液に入り込むことを防止できる。これによって、栽培トレイ３中に藻などが繁殖することを防止できる。なお、栽培ポット２を構成する材料自体の色が反射性を有する不透明な色であってよく、栽培ポット２の表面に反射性を有する不透明な色を付すような処理をしてもよい。

本体部３１は、上方から下方へ向かって先細りとなるようなテーパーを有する円錐台状の形状を有している。本体部３１の上下方向における大きさは特に限定されないが、培地１及び植物Ｇを十分に支持できるように、繊維方向Ｄ１において培地１の略全域を支持できる程度の大きさに設定される。本体部３１は、光を遮蔽するための遮蔽領域Ｅ１と、内部に配置された培地１に養液を取り込むと共に植物Ｇの根Ｒを通過させるための開口部であるスリット３５が形成された貫通領域Ｅ２と、を備えている。遮蔽領域Ｅ１は、本体部３１の上端側に形成され、貫通領域Ｅ２は、本体部３１の下端側に形成されている。具体的には、本体部３１の円錐台筒状の周壁部３４に対し、遮蔽領域Ｅ１では貫通孔を設けず、貫通領域Ｅ２では周方向に複数の貫通孔を設けることでスリット３５を形成する。なお、本体部３１の円錐台筒状の周壁部３４の下端部には円環状の底壁部３６が設けられている。底壁部３６には、中心位置に貫通孔３７が形成されている。当該貫通孔３７の径は、培地１の径よりも小さい。

周壁部３４の開口部である、スリット３５は、周壁部３４に対して、中心軸線ＣＬ周りに一定角度で同形状の貫通孔を形成することによって構成されている。スリット３５は、上下方向に延びる略矩形状の形状を有している。本実施形態では、周方向に六個のスリット３５が形成されているが、数量は特に限定されない。スリット３５の下端は、底壁部３６まで延びている。スリット３５の上端３５ａは、遮蔽領域Ｅ１と貫通領域Ｅ２との境界位置に設定される。なお、上端３５ａの位置、すなわちスリット３５の上下方向の大きさは、上方からの光が養液に入り込むことを十分に防止できる程度に遮蔽領域Ｅ１が確保されていれば、どのような大きさに設定してもよい。本実施形態では、上端３５ａは本体部３１の上端側に配置されており、上下方向において貫通領域Ｅ２が遮蔽領域Ｅ１よりも大きく確保されている。スリット３５を大きく確保することにより、植物Ｇの根Ｒが通過することのできる範囲を広くすることができる。スリット３５の周方向の大きさ、すなわちスリット３５の一方の側端３５ｂと他方の側端３５ｂとの間の周方向における距離は、本体部３１の貫通領域Ｅ２の強度を確保できる限り、どのような大きさに設定してもよい。一のスリット３５の側端３５ｂと、隣り合う他のスリット３５の側端３５ｂとの間には、本体部３１の周壁部３４が残存しており、当該部分は、遮蔽領域Ｅ１と底壁部３６とを連結する上下方向に延びる連結部３８として構成されている。

遮蔽領域Ｅ１は、開口の存在しない周壁面構造であり、貫通領域Ｅ２はスケルトン構造である。後述する水栽培装置１００の栽培トレイ３の貫通孔１４に設置したときに、遮蔽領域Ｅ１と貫通領域Ｅ２との境界位置が、養液水面にほぼ一致するように設定される。

ガイドリブ３２は、培地１を栽培ポット２へ挿入する際に、当該培地１をガイドすると共に、挿入後は、培地１を保持する機能を有する。ガイドリブ３２は、上方から見たときに（図５（ａ）に示す状態）、本体部３１の内周面３１ａから中心軸線ＣＬへ向かって突出する板状のリブである。ガイドリブ３２は、上下方向において本体部３１の略全域に亘って延びている。ガイドリブ３２は、貫通領域Ｅ２においては、連結部３８の内周面に設けられている。ガイドリブ３２の径方向における内側の先端部３２ａは、培地１の外周面２０ｃと当接することによって、当該培地１を支持する部分である。先端部３２ａは、上下方向に略平行に延びている。先端部３２ａは、培地１を本体部３１に挿入したときに、当該培地１を押圧可能となる位置に配置されている。本実施形態では培地１は円柱状の形状をなしているため、上方から見たとき（図５（ａ）に示す状態）の、中心軸線ＣＬと先端部３２ａとの間の寸法は、培地１の半径よりも小さくなるように設定されている。これによって、培地１の外周面２０ｃ（すなわち支持層２３）は、ガイドリブ３２の先端部３２ａに追従して変形する。ガイドリブ３２の先端部３２ａの上端側には、切欠部３２ｂが形成されている。これによって、培地１を挿入し易くなる。本体部３１に挿入された後、培地１は、根の成長、吸水によって、本体部３１の中で膨らんだ状態で充填される。

本体部３１の上端の縁部には、上方へ向かって真っ直ぐに延びる円筒部３９が形成されており、当該円筒部３９の上端の縁部から、外周側へ広がる鍔部３３が形成される。円筒部３９は、栽培ポット２を栽培トレイ３の蓋体７の貫通孔１４にセットしたときに、貫通孔１４の内周面と対向する部分である。栽培ポット２のがたづきを抑制するために、円筒部３９に貫通孔１４と接触する突起を設けてもよく、貫通孔１４に円筒部３９と接触する突起を設けてもよい。鍔部３３は、上方へ向かうに従って、外周側へ向かうように広がっている。このような構成により、鍔部３３の内周面は、上方からの光を内側へ向かって反射させる反射面３３ａとして機能する。反射面３３ａで反射された光は植物Ｇへ照射されることにより、植物Ｇの成長が促進される。なお、反射面３３ａは、湾曲していてもよく、平面状であってもよい。反射面３３ａの光の反射率は、例えば５０〜１００％である。

上述のような水栽培装置１００を用いて水栽培をするための、水栽培用の植物の種子付キット２００について、図６を参照して説明する。図６に示すように、例えば、水栽培用の植物の種子付キット２００は、植物の種子を包装した包装物２０１、栽培ポット２を包装した包装物２０３、培地１を包装した包装物２０４を備え、本体ユニット４を包装した包装物２０５、及び栽培トレイ３を包装した包装物２０６と一緒に梱包される。更に、栽培トレイ３の適量の養液を包装した包装物２０２をも同梱される。このように、水栽培用の植物の種子付キット２００では、植物の種子（種子は、例えば、バジル、ウォータークレソン、ルッコラ、チャイブ、キンサイ、チャービル等のハーブや葉物野菜等である。）×３種、養液×１袋、栽培ポット２×３ケ、培地１×３ケ、本体ユニット４、及び栽培トレイ３が別々に包装された部品として構成されている。すなわち、各包装物２０１，２０２，２０４，２０３，２０５，２０６は、初回販売時において一つのセットとして梱包されていることが好ましい。

一方、上記水栽培用の植物の種子付キット２００を構成する、植物の種子を包装した包装物２０１は種類ごとに、栽培ポット２を包装した包装物２０３、及び培地１を包装した包装物２０４は、消耗品、交換部品として単品で別売りとし、さらに養液を包装した包装物２０２を同様に消耗品として単品で別売りとすることができる。また、本体ユニット４を包装した包装物２０５、及び栽培トレイ３を包装した包装物２０６についても、交換用として単品で別売りとしてもよい。なお、本体ユニット４が備える人工照明器具の点灯又は消灯時刻を設定するタイマー、種子発芽用コップやピンセット等もオプション品として同時に販売することができる。

次に、上述のような水栽培用の植物の種子付キット２００を用いた植物の水栽培方法について、図７及び図８を参照して説明する。まず、図７（ａ）に示すように、植物の種子を包装物２０１から取り出し、コップ内の水に浮かべる。コップ内には、単に水道水を入れるだけでよい。この状態では１日後には、種子から根が出て、３〜５日後には図７（ｂ）に示すように、発芽する。次に、培地１を湿らせておき、発芽した種子をピンセットでつまみ、図７（ｃ）に示すように培地１に植え込む。発芽した種子を植え込んだ状態の培地１を、図７（ｄ）に示すように、栽培ポット２内に収容する。

次に、図８（ａ）に示すように、培地１を収容した栽培ポット２を栽培トレイ３の蓋体７にセットし、種子付ユニットとする。一方で、図８（ｂ）に示すように、栽培トレイ３の貯留槽６に水をためておき、包装物２０２の養液を水の中に入れて撹拌しておく。図８（ｃ）に示すように、貯留槽６に蓋体７をセットし、本体ユニット４の照明を点灯することによって、水栽培が開始される。

次に、本実施形態に係る水栽培用の培地１、水栽培用の栽培ポット２、水栽培用の植物の種子付キット２００、水栽培の方法、及び培地１の製造方法の作用・効果について説明する。

従来の水栽培を行うものとして、以下のようなものが知られている。水栽培用の栽培床は、植物の発芽、成長後に植え替えをすることが必要であるため、例えば、水栽培用の栽培床の培地の一部をくり抜き、種を付ける培地を、そのくり抜いた部分に嵌め込んで戻した栽培パネル等が使用されている。また、培地には土や代替土等が使用される。この栽培パネルを使用すれば、植物の発芽成長後の植え替えが簡便である。すなわち、葉物野菜の収穫をする際に、栽培床から植物の根の絡まった培地を抜き取り、予め制作しておいた新たな培地を嵌め込んで再度植物の栽培に使用することができる。

あるいは、培地を容器に挿入してキット化したものも知られている。このキットは、ウレタン樹脂を主材とする培地を、樹脂製のスケルトンの容器に充填してウレタン樹脂に種子を付しておくものである。これによれば、養液にさすだけで確実に発芽し、根の成長、固定を誘引できる。

しかしながら、上述のような構成では、以下のような問題がある。すなわち、培地に方向性がないので根が成長しにくい。また、培地の材料によっては、水に浸けると有害物質が溶け出す可能性がある。

一方、本実施形態に係る水栽培用の培地１は、生分解性を有する第１の繊維２１と、生分解性を有する第２の繊維２２によって構成されているため、栽培ポット２に収容して栽培トレイ３の養液に浸した状態でも、有害物質が養液に移行することがない。また、所定の繊維方向Ｄ１に延びる第１の繊維２１と所定の繊維方向Ｄ１に延びる第２の繊維２２とを束ねて繊維束２０としており、外周側に繊維同士の隙間を保持した状態で繊維束を支持する支持層２３が形成されている。これによって、繊維束２０中には繊維方向Ｄ１に延びるような連続的な隙間が形成される。従って、種子から伸びた根は、繊維方向Ｄ１に太く長く伸び易くなるのみならず、繊維同士の隙間を通ることによって、繊維方向と交差する方向へも伸び易くなる。また、繊維束２０の外周側に形成される支持層２３は、第１の繊維２１と同じ繊維方向Ｄ１に延びる第２の繊維２２をバインダーとして熱処理をすることによって形成されている。従って、支持層２３では、繊維束２０の内側と同じく、繊維方向Ｄ１に延びるような連続的な隙間が形成された繊維構造が維持される。従って、支持層２３においても繊維方向Ｄ１と交差する方向への根の成長が阻害されることがなく、植物の成長が促進される。また、繊維束２０の外周面２０ｃは、栽培ポット２の内部形状に追従して変形可能であるため、栽培ポット２の内部形状を植物の成長に適した形状、培地をがたつきなく確実に支持できるような形状とした場合に、当該内部形状に追従して確実に収容することができる。これによって、植物の成長が促進される。以上により、養液等に有害物質が溶け込むことがなく水栽培の安全性を向上できると共に、根が太く長く伸び易く、養液等からの栄養分の吸収が良くなり、植物の成長を促進することができる。

また本実施形態に係る水栽培用の培地１の製造方法によれば、上述のような効果を奏する培地１を製造することができる。

また、本実施形態に係る培地１は、種子を植える機能と同時に水を吸い上げて吸水する機能も同時に有しているため、植物を確実に生育することができる。また、生育後は簡単に廃棄できる構造となっているため、廃棄の際も有害物質が発生しない。

また、本実施形態に係る水栽培の培地１において、繊維束２０の繊維の密度は、０．０７〜０．３ｇ／ｃｍ^３である。これによって、培地１の繊維の密度を、植物の根が成長するのに最適なものとすることができる。繊維の密度が上記の範囲であれば、繊維束２０の密度が高すぎて植物の根が太く伸びることを妨げたり、繊維束２０の密度が低すぎて毛細管現象を誘発せずに吸水性が悪くなることがない。

また、本実施形態に係る培地１において、第１の繊維２１の太さ、及び第２の繊維２２の太さは、１〜３０μｍである。これによって、培地１の繊維の太さを、植物の根が成長するのに最適なものとすることができる。繊維の太さが上記の範囲であれば、繊維の隙間が小さすぎて植物の根が太く伸びることを妨げたり、繊維同士の隙間が大きすぎて毛細管現象を誘発せずに吸水性が悪くなることがない。

また、本実施形態に係る培地１において、第１の繊維２１は、セルロース繊維又は動物性繊維である。これらの材料は生分解性を有する第１の繊維２１に適切な材料として用いることができる。

また、本実施形態に係る培地１において、第２の繊維２２は、ポリ乳酸繊維である。これらの材料は生分解性を有すると共に、バインダーである第２の繊維２２に適切な材料として用いることができる。

本実施形態に係る水栽培用の栽培ポット２は、上端側が開口すると共に培地１を配置するための空間を内部に有する本体部３１を備えているため、本体部３１で培地１を支持することが可能となり、成長した植物を確実に支持することができる。また、本体部３１の上端側の開口部を取り囲む鍔部３３、及び本体部３１を形成する少なくとも表面は、光に対して遮蔽性を有する。すなわち、少なくとも鍔部３３及び本体部３１の表面で光を遮蔽することで、光が栽培ポット２を透過して、栽培トレイ３中の養液に至ることによる栽培トレイ３内で藻などが繁殖することを防止できる。

また、鍔部３３は、上方からの光を内側へ向かって反射させる反射面３３ａを有しており、これによって、鍔部３３の反射面３３ａで反射した光が内側の植物の葉等へ向かうことにより、植物の葉の光合成を促し、植物の成長が促進される。

また、本体部３１は、鍔部３３と連続する上部が開口部のない周壁である遮蔽領域Ｅ１で覆われ、下部には開口部であるスリット３５を有する貫通領域Ｅ２が設けられている。これによって、本体部３１の下部では、スリット３５を介して植物の根を太く長く伸ばすことができる一方、本体部３１の上部では、開口部のない周壁である遮蔽領域Ｅ１で光を遮蔽することで、光が本体部３１を透過して、栽培トレイ３中の養液に至ることによる栽培トレイ３内で藻などが繁殖することを防止できる。

また、本体部３１は、側面の内側から突出するガイドリブ３２を備えている。これによって、ガイドリブ３２で培地１を支持することが可能となり、成長した植物を確実に支持することができる。また、本体部３１の側面と培地１との間に隙間を形成することができるため、培地１の側面から伸びる根の成長を促進することができる。

また、栽培ポット２は、樹脂で一体的に形成されたものであり、その中に培地１を十分にガイドリブ３２で固定することができる。従って、栽培ポット２が変形することはなく、培地１が十分に支持されているため、栽培ポット２が栽培トレイ３から脱落することや、植物が倒れることが防止される。また、栽培ポット２が下方へ向かってテーパーを有しているため、栽培トレイ３に引っかかることなくスムーズに挿入することができる。

本実施形態に係る水栽培用の植物の種子付キット２００において、植物の種子、養液、培地１、栽培ポット２は、別々に包装された部品として構成されている。また、本実施形態に係る水栽培の方法は、種子付キット２００を用い、植物の種子を水に浮かべて予め発芽させておき、発芽後に当該種子を培地１に植え込み、当該培地１を栽培ポット２に収容して構成された種子付ユニットを所定の栽培トレイ３に配置する。ここで、この種子付キット２００は、予め栽培ポット２に培地１を充填して種子を付したもの（カートリッジ状態にしたもの）を１セットずつ作製して販売することができる。このようにすればユーザーは手間をかけずに家庭用の水栽培を行うことができる。一方、栽培ポット２、種子、培地１を予めばらばらに部品化して消耗品、交換部品として販売することができ、上述のような水栽培用の植物の種子付キット２００を用い、上述のような水栽培の方法を採用することできる。これによって、ユーザーの趣向（例えば、植物を育てるために一定のお世話をしたい等）沿ったサービスを提供することできる。ユーザーが必要なときに必要なだけ植物を栽培することができる。また、無駄を省き、廃棄物も最小限に抑えることができる。なお、耕栽培装置１００の栽培トレイ３に入れるべき容量の養液を、包装された部品として種子付キット２００の構成部品として販売することができる。また、水耕栽培装置１００の本体ユニット４や栽培トレイ３も単体で販売することができる。

また、培地１と種子を分離すれば種の管理が容易になる。また、種子が一体になった培地を採用した場合と異なり、輸送中に種が培地１から落ちることがなく、種子を固定するための糊も不要なため種子が汚れず、不純物が付着しない。また、パッケージしてあるため、販売が非常に容易である。更に、培地１と種子だけも販売できるので輸送コストが大幅に削減される。また、培地に植え込む前に種子を予め水に浮かべて発芽させておくことで、外的要因に阻害されることなく、確実に発芽させることができる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、培地の形状、栽培ポットの形状等は本発明の趣旨を変更しない範囲で適宜変更してもよく、水栽培の手順も適宜変更してよい。

１…培地、２…栽培ポット（容器）、３…栽培トレイ、４…本体ユニット、６…貯留槽、７…蓋体、２０…繊維束、２１…第１の繊維、２２…第２の繊維、２３…支持層、３１…本体部、３２…ガイドリブ（突出部）、３３…鍔部、２００…水栽培用の植物の種子付キット、２０１…植物の種子を包装した包装物、２０２…養液を包装した包装物、２０３…栽培ポット２を包装した包装物、２０４…培地１を包装した包装物、２０５…本体ユニット４を包装した包装物、２０６…栽培トレイ３を包装した包装物。

Claims (12)

1. 所定の容器に収容されて栽培トレイに配置するための水栽培用の植物の種子または根を植え込むための培地であって、
   所定の繊維方向に延びると共に生分解性を有する第１の繊維を少なくとも束ねることによって形成される繊維束を備え、
   前記繊維束は、前記繊維方向に延在することによって一端面、他端面及び外周面を有し、
   前記繊維束の前記外周面側には、繊維同士の隙間を保持した状態で前記繊維束を支持する支持層が形成され、
   前記支持層は、前記第１の繊維と、前記繊維方向に延びると共に生分解性を有する第２の繊維とが配置され、前記第２の繊維をバインダーとして熱処理がなされることによって形成され、
   前記繊維束の前記外周面は、前記容器の内部形状に追従して変形可能であることを特徴とする水栽培用の培地。
2. 前記繊維束の繊維の密度は、０．０７〜０．３ｇ／ｃｍ^３であることを特徴とする請求項１に記載の水栽培用の培地。
3. 前記第１の繊維の太さ、及び前記第２の繊維の太さは、１〜３０μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の水栽培用の培地。
4. 前記第１の繊維は、セルロース繊維又は動物性繊維であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の水栽培用の培地。
5. 前記第２の繊維は、ポリ乳酸繊維であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の水栽培用の培地。
6. 水栽培用の植物の種子または根を植え込むための培地を収容し、栽培トレイに配置するための容器であって、
   上端側が開口すると共に、培地を配置するための空間を内部に有する本体部と、
   前記本体部の上端側の開口部を取り囲む鍔部と、を備え、
   前記本体部及び鍔部を形成する少なくとも表面は、光に対して遮蔽性を有することを特徴とする水栽培用の容器。
7. 前記鍔部は、上方からの光を内側へ向かって反射させる反射面を有することを特徴とする請求項６に記載の水栽培用の容器。
8. 前記本体部は、前記鍔部と連続する上部が開口部のない周壁で覆われ、下部には開口部が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の水栽培用の容器。
9. 前記本体部は、側面の内側から突出する突出部を備えていることを特徴とする請求項６に記載の水栽培用の容器。
10. 植物の種子、請求項１〜５の何れか一項に記載の培地、請求項６〜９の何れか一項に記載の容器は、別々に包装された部品として構成されていることを特徴とする水栽培用の植物の種子付キット。
11. 請求項１０に記載の種子付キットを用いる植物の水栽培の方法であって、
    前記植物の種子を水に浮かべて予め発芽させておき、発芽後に当該種子を前記培地に植え込み、当該培地を前記容器に収容して構成された種子付ユニットを所定の栽培トレイに配置することを特徴とする水栽培の方法。
12. 所定の容器に収容されて栽培トレイに配置するための水栽培用の植物の種子または根を植え込むための培地の製造方法であって、
    所定の繊維方向に延びると共に生分解性を有する第１の繊維と、所定の繊維方向に延びると共に生分解性を有して少なくとも外周側に配置される第２の繊維と、を束ね、前記繊維方向に延在することによって一端面、他端面及び外周面を有する繊維束を形成し、
    前記繊維束の前記外周面側に対して、前記第２の繊維をバインダーとして熱処理することによって、繊維同士の隙間を保持した状態で前記繊維束を支持する支持層を形成することを特徴とする水栽培用の培地の製造方法。